Высота нижней ступени фундамента является важным параметром, который влияет на устойчивость и долговечность здания. Она должна обеспечивать надежную защиту от грунтовых вод и предотвратить проникновение влаги в подземные части конструкции.
Оптимальная высота нижней ступени фундамента зависит от типа грунта, климатических условий и проектных решений. Обычно высота составляет не менее 30 см, чтобы гарантировать надежное основание и защитить строительные материалы от негативного воздействия окружающей среды.
Анкеровка рабочей арматуры подошвы столбчатого фундамента согласно СП 63.13330.2012 и СП 63.13330.2018
Трофимов, Д. П. Анкеровка рабочей арматуры подошвы столбчатого фундамента согласно СП 63.13330.2012 и СП 63.13330.2018 / Д. П. Трофимов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 35 (430). — С. 20-25. — URL: https://moluch.ru/archive/430/94681/ (дата обращения: 10.01.2025).
«В работе конструктора неотъемлемую роль играет множество, казалось бы, незначительных по важности расчетов, которые выполняются навскидку или по устаревшим нормам» [1]. Одним из таких расчетов является проверка обеспеченности анкеровки рабочей арматуры подошвы столбчатого фундамента.
В данной статье проведен анализ условий обеспеченности анкеровки арматуры подошвы столбчатого фундамента, изложенных в [2, п.3.28; 3, п.4.17], и их адаптация к положениям действующего СП 63.13330.2018 [4] (положения СП 63.13330.2012 [5] для рассматриваемого вопроса полностью идентичны, поэтому в дальнейшем изложении опускаются).
Ключевые слова: актуализация норм, оптимальное проектирование, железобетон, фундамент мелкого заложения, ФМЗ, столбчатый фундамент, армирование подошвы, анкеровка арматуры.
Обзор существующих указаний по обеспечению анкеровки
В настоящее время существует два источника, содержащих указания по обеспечению анкеровки арматуры подошвы столбчатых фундаментов: руководство 1978 года [2, п.3.28] и пособие 1989 года [3, п.4.17]. Согласно указаниям обоих источников, «анкеровка продольных рабочих стержней считается обеспеченной, если в пределах участка нижней ступени, на котором прочность сечений обеспечивается бетоном — l б , расположен хотя бы один поперечный стержень сварной сетки или соблюдается условие l б > l an » [2, п.3.28]. Здесь l an — требуемая длина анкеровки рассматриваемого стержня.
Иллюстрация к условиям обеспечения анкеровки стержней подошвы, принятым в [2, 3], приведена на рис. 1.
Рис. 1 К проверке анкеровки рабочей арматуры фундамента [2, рис. 52]
Условные обозначения к рис. 1, согласно [2]:
1 — фундамент;
2 — продольные (рабочие) стержни сварных сеток;
3 — поперечные (монтажные) стержни сварных сеток;
d и d 1 — соответственно диаметры продольных и поперечных стержней сеток;
h 1 — высота нижней ступени фундамента.
В руководстве [2] приведен график для определения длины участка l б (показан на рис. 2).
Рис. 2 График для определения длины участка l б , на которой прочность наклонных сечений обеспечивается бетоном нижней ступени фундамента [2, рис. 53]
Условные обозначения к рис. 2, согласно [2]:
R р — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;
p гр — наибольшее краевое давление на грунт от расчетной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах;
h 1 — высота нижней ступени фундамента.
Аналитическая формула для определения длины участка l б , приведена в п. 4.17 [3], и представляет следующую зависимость:
где h 1 — высота нижней ступени фундамента;
р max — максимальное краевое давление на грунт;
R bt — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению.
Далее проанализируем, каким образом определяются в [2, 3] обе части условия обеспечения анкеровки «l б > l an » [1, ф. 16].
Анализ определения длины участка l б
«Для обеспечения прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента в элементах постоянной высоты продольные растянутые стержни, обрываемые в пролете, должны заводиться за точку теоретического обрыва (т. е. за нормальное сечение, в котором эти стержни перестают требоваться по расчету)» [6, п.3.40]. Таким образом, длина участка l б , определяется из расчета прочности бетонного сечения на действие изгибающего момента, по известной формуле:
М/W ≤ R bt (2)
где М — момент, действующий в рассматриваемом сечении элемента, определяется по отпору от максимального давления на грунт p max , из расчета нижней ступени фундамента (см. рис. 1) как консольной балки
W — момент сопротивления поперечного сечения элемента.
При этом, в нормативных документах [6] и [7], лежащих в основе руководства [2] и пособия [3] соответственно, момент сопротивления бетонного сечения определяется по формуле:
В то же время, в актуальных нормах [4] момент сопротивления бетонного сечения определяется по формуле:
Таким образом, момент сопротивления сечения, определенный по [4] более чем в 1,7 раз меньше момента, определенного по [2, 3]. Следовательно, длина участка l б , вычисленная по [2, п.3.28; 3, п.4.17] противоречит действующим нормам.
Анализ определения длины анкеровки l an
Сравнение требуемых длин анкеровки арматурных стержней, определяемых по [5] и [7] проведено в работе [1], и показывает, что требуемая величина анкеровки, определенная по [7] может быть до 2 раз меньше требуемой по действующим нормам.
Анализ условия обеспечения анкеровки по [2, 3]
Следует отметить, что при изначальной постановке условия вида l б > l an в [2, 3], исключается учет влияния величины защитного слоя бетона до торца арматуры подошвы a Т . При этом, защитный слой, очевидно, уменьшает возможность «прямой анкеровки» арматуры подошвы.
Итоги анализа существующих указаний по обеспечению анкеровки
Как видно из проведенного анализа, проверка анкеровки арматуры подошвы по существующим указаниям [2, 3] противоречит требованиям действующих норм [4]. Таким образом, требуется актуализации методики проверки обеспеченности анкеровки.
Актуализация методики проверки анкеровки арматуры подошвы в соответствии с [4]
На основе указаний [2, п.3.28; 3, п.4.17] и их анализа, принимаем следующее условие обеспеченности анкеровки арматуры подошвы:
где l б, l an — те же, что и ранее,
а т — величина защитного слоя до торца рассматриваемого стержня арматуры подошвы.
С учетом [4, ф. 7.10], зависимость длины участка, на котором прочность сечений обеспечивается бетоном l б [3, ф. 115] принимает вид:
где l б , h 1 , R bt , и p max — те же, что и ранее.
По аналогии с [2, рис. 53] получаем график для определения длины участка l б , для удобства откладывая R bt /p max по оси абсцисс, а l б — по оси ординат (см. рис. 3).
Рис. 3 График для определения длины участка l б в соответствии с [4]
Выводы
- Проведен обзор и анализ существующих указаний [2, 3] по обеспечению анкеровки рабочей арматуры подошвы столбчатых фундаментов.
- Предложена актуализированная по [4] методика проверки обеспеченности анкеровки рабочей арматуры подошвы фундамента, представлены аналитическая и графическая зависимость для определения l б .
1. Блинова, А. С. Сравнительный анализ методов расчета длины анкеровки арматуры / А. С. Блинова, А. В. Трофимов // Молодой ученый. — 2018. — № 37(223). — С. 17–22. — URL: https://moluch.ru/archive/223/52638/ (дата обращения: 01.09.2022). — EDN UZQPPI.
2. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). — М.: Стройиздат, 1978. — 175с.
3. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01–84 и СНиП 2.02.01–83), М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 год.
4. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52–01–2003 (с Изменением № 1)
5. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52–01–2003 (с Изменениями № 1, 2, 3)
6. СНиП II-21–75 «Бетонные и железобетонные конструкции» — М.: Стройиздат, 1976. — 89с.
7. СНиП 2.03.01–84* Бетонные и железобетонные конструкции. — М.: Стройиздат, 1989. — 82с.
Основные термины (генерируются автоматически): длина участка, арматура подошвы, нижняя ступень фундамента, бетонное сечение, момент сопротивления, столбчатый фундамент, осевое растяжение, прочность сечений, рабочая арматура подошвы, расчетное сопротивление бетона.
Ключевые слова
актуализация норм, оптимальное проектирование, железобетон, фундамент мелкого заложения, ФМЗ, столбчатый фундамент, армирование подошвы, анкеровка арматуры
Похожие статьи
Сравнение величин снеговых мешков, вычисленных по СП 20.13330.2011 и СП 20.13330.2016, для покрытий с одним перепадом высот в г. Казани
В данной статье проведены анализ и сравнение величин снеговых нагрузок, возникающих у перепадов высот зданий, определяемых согласно указаниям СП 20.13330.2011 [1, п. Г.8] и СП 20.13330.2016 [2, п. Б.8] для условий г. Казани.
Европейские, американские и российские нормативные требования к вентиляции и кондиционированию
В современных условиях роста потребности в комфорте и экономии средств существует необходимость неуклонно совершенствовать системы жизнеобеспечения зданий. Что в первую очередь касается нормативного регулирования этой области. Цель статьи заключалась.
Определение характеристик трещиностойкости фибробетона, армированного стеклянной, базальтовой и углеродной фиброй
В статье оценивается эффективность армирования мелкозернистого бетона стеклянной, базальтовой и углеродной фиброй. Оценка эффективности армирования производится путем проведения сравнительного анализа результатов испытаний характеристик трещиностойко.
Анализ причин осложнений при зарезке и креплении боковых стволов скважин
Бурение горизонтальных стволов скважин является одним из признанных методов эффективного увеличения нефтеотдачи. Однако в процессе зарезки и крепления боковых стволов наблюдаются осложнения, возникающие вследствие некачественного шаблонирования экспл.
Анализ работы и расчет сталежелезобетонного перекрытия
В данной статье приведены общие сведения о сталежелезобетонных конструкциях, об особенностях их работы, проектирования, достоинствах и недостатках. В качестве исследуемого здания для проведения моделирования и расчетов элементов выбрано стандартное п.
Разработка методики расчета кровельных покрытий из профлиста по криволинейным скатам
В современном строительстве все чаще используются кровли с криволинейными скатами. При создании криволинейных скатов часто прибегают к использованию продольно-гнутого профлиста, сортамент которого ограничен, а прочностные характеристики вынуждают при.
Методы определения необходимости использования геосинтетических матов и расчет на прочность для защиты откосов от эрозии
В данной статье рассматривается вопросы применения современного рулонного геосинтетического мата — геомат. Существующие регламенты по выбору типа и характеристик геомата, не учитывающие внешнюю нагрузку при различных грунтовых условиях, а также не ре.
Исследование влияния параметров дисперсного армирования на модуль упругости фибробетона
В статье оценивается степень эффективности армирования мелкозернистого бетона стальной, базальтовой, углеродной и полипропиленовой фиброй. Оценка эффективности армирования производится путем проведения сравнительного анализа результатов испытаний мод.
Применение балок с гофрированной стенкой и особенности их работы
В данной статье рассматривается способ совершенствования металлических конструкций и снижения их материалоемкости за счет использования балок с гофрированной стенкой. Балка с гофрированной стенкой — это конструкция, состоящая из поясов и тонкой стенк.
Правовые основания уменьшения размера субсидиарной ответственности и освобождения от нее номинального директора юридического лица
В статье исследуется проблема правовой неопределенности в вопросе наличия оснований уменьшения размера субсидиарной ответственности «номинального» руководителя юридического лица, а также полного освобождения от нее на основании статей 61.11–61.12 Фед.
- Как издать спецвыпуск?
- Правила оформления статей
- Оплата и скидки
Расчет и конструирование центрально нагруженных фундаментов39
Размеры подошвы фундамента подбираются таким образом, чтобы давление на грунт основания не превышало нормативного значения сопротивления основания. Поскольку размеры подошвы находятся из условия ограничения деформаций фундамента (вторая группа предельных состояний), то его расчет производится от действия нормативных нагрузок /V"
где N — расчетная нагрузка, передаваемая от колонны на фундамент; у = 1,15 — усредненный коэффициент надежности по нагрузке.
Площадь подошвы фундамента определяется по формуле
где R — расчетное сопротивление грунта основания; уср — усредненный объемный вес фундамента и грунта, находящегося на его уступах, уср = 20 кН/м 3 ; Н— глубина заложения подошвы фундамента.
Фундамент под центрально нагруженной колонной следует принимать квадратным в плане. Стороны подошвы фундамента равны а = Ь = ; для сборного фундамента их рекомендуется принимать
Определение высоты фундамента
Высота фундамента определяется на расчетные нагрузки (первая группа предельных состояний) из условия сопротивления тела фундамента по граням условной пирамиды продавливания. Продавливающая сила является реактивной силой и действует на ограниченном участке площади подошвы фундамента, находящейся за пределами нижнего основания пирамиды продавливания. В результате действия продавливающей силы может произойти разрушение фундамента по граням, идущим под углом 45° от линии пересечения грани колонны с верхним обрезом фундамента к основанию фундамента.
Продавливающая сила определяется вычитанием из расчетной нагрузки, передаваемой от колонны на фундамент, реактивного давления грунта, действующего на нижнее основание пирамиды продавливания (рис. 11), т. е.
где ; А* осн — фактическая площадь нижнего основания пирамиды продавливания.
Полученное таким образом значение продавливающей силы не должно превышать сопротивление бетона растяжению, действующему по граням пирамиды продавливания, т. е.
F п bt т О’
где U — периметр контура расчетного поперечного сечения на расстоянии 0,5 hQ от границы площадки опирания сосредоточенной силы N’,U = 2(А + b +2 hX
7 т v кол кол О 7
Решая эти неравенства совместно, получаем формулу для определения высоты сечения фундамента из условия работы его на продавливание
I, _ ^кол + ^кол А °- —4—
Полная высота фундамента
Раздел I. Методические указания к выполнению курсового проекта где a — расстояние от подошвы фундамента до центра тяжести растянутой арматуры.
Рис. U.K расчету центрально нагруженного фундамента
Защитный слой фундамента может меняться в пределах 35-70 мм в зависимости от характера основания. Защитный слой 35 мм применяется при сухих, плотно слежавшихся песчаных или гравелистых грунтах; 70 мм — при грунтах с естественной влажностью или при сильно влажных грунтах.
Кроме того, для определения высоты фундамента существуют конструктивные требования из расчета достаточности заделки колонны и продольной арматуры колонны в стакане фундамента:
1) Л ф = ^кол + 250 мм,
где Лкол — наибольший размер поперечного сечения колонны. Размер -250 мм = (200 + 50) мм, где первая цифра — минимальная толщина днища стакана, полученная из расчета его на продавливание от собственного веса колонны в период монтажа, вторая цифра — 50 мм -зазор между дном стакана и основанием (торцом) колонны;
2) h =20 d + 250 мм,
где d — наибольший диаметр продольной арматуры колонны, мм.
Высота фундамента назначается кратной 100 мм. Установив высоту фундамента и размеры сторон его подошвы, определяем количество ступеней фундамента и их размеры. При высоте фундамента й до 800 мм принимаем две ступени; при Лф > 900 мм — три ступени. Ступени следует располагать так, чтобы вертикальная грань каждой ступени не заходила за грань пирамиды продавливания. Если в результате разбивки ступеней выясняется, что нижняя ступень имеет большой вылет, то ее также следует проверить на продавливание.
Проверка прочности нижней ступени против продавливания
Продавливающая сила Fn принимается равной давлению грунта на часть площади подошвы фундамента за пределами нижнего основания пирамиды фундамента (рис. 1.11):
F n= N ~ Рф( ь 1 + 2й ог) 2 h 02; ( 81 )
где h02 — полезная высота нижней ступени фундамента.
Расчет ступеней фундамента на действие изгибающих моментов
Под действием реактивного давления грунта ступени фундамента изгибаются и работают как консоли переменного сечения.
Величины расчетных изгибающих моментов определяются в следующих сечениях: по грани колонны; по граням ступеней фундамента. В сечении по грани колонны изгибающий момент равен
в сечении по грани ступени
Расчетная площадь арматуры для первого сечения —
А — А/ ‘-‘ sI "‘ 0.9ЯД1 ’
где й01 — полезная высота сечения всего фундамента.
Расчетная площадь арматуры для второго сечения
По наибольшему из полученных значений расчетной площади арматуры подбирается армирование нижней ступени, как правило, в виде сетки. Рекомендуется принимать арматурные стержни диаметром 10-16 мм с шагом 10-20 см. После подбора арматуры следует проверить процент армирования подошвы фундамента, который должен быть не менее 0,05 %.
Рекомендуемая литература
- ЕСКД. Правила оформления чертежей. — М., 1974.
- СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. — М., 2004.
- Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). — М., 2005.
- СНиП2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. — М., 2004.
